Bài tập Nội năng. Định luật 1 của nhiệt động lực học lớp 12 (có lời giải)

Đáp án đúng là D

Độ biến thiên nội năng ΔU = A + Q.

Đáp án đúng là A

Một vật lúc nào cũng có nội năng nhưng chưa chắc đã có nhiệt lượng.

Đáp án đúng là B

Nội năng của một vật phụ thuộc vào động năng chuyển động của các phân tử cấu tạo nên vật.

Đáp án đúng là D

Có hai cách làm thay đổi nội năng đó là thực hiện công hoặc truyền nhiệt.

Đáp án đúng là A

Nội năng là một dạng năng lượng.

Khi so sánh nhiệt độ của các vật không thể so sánh gián tiếp thông qua nội năng.

Nội năng thay đổi thông qua một trong hai quá trình hoặc cả hai đó là thực hiện công và truyền nhiệt.

Đáp án đúng là A

Đun nóng nước là quá trình thay đổi nội năng bằng cách truyền nhiệt.

Đáp án đúng là B

A, C làm thay đổi nội năng bằng cách truyền nhiệt

D làm thay đổi nội năng bằng cách thực hiện công.

Đáp án đúng là C

Q > 0 vật nhận nhiệt lượng, A > 0 vật nhận công.

Đáp án đúng là A

Tăng nhiệt độ làm cho chuyển động của các phân tử hệ nhanh hơn, va chạm nhiều hơn, động năng phân tử tăng lên, dẫn đến nội năng tăng.

Đáp án đúng là B

Tăng thể tích làm cho khoảng cách giữa các phân tử thay đổi, thế năng phân tử giảm, nội năng giảm.

a) Đ b) S c) Đ d) S

Giải thích

a) Đúng. Theo định nghĩa, nội năng gồm động năng chuyển động nhiệt của các phân tử và thế năng tương tác giữa chúng.

b) Sai. Nội năng còn phụ thuộc vào khối lượng, trạng thái và bản chất của chất.

c) Đúng. Nhiệt độ tăng làm động năng trung bình của các phân tử tăng, nên nội năng thường tăng.

d) Sai. Hai vật có thể cùng nhiệt độ nhưng khác khối lượng hoặc khác chất nên nội năng khác nhau.

a) Đ b) Đ c) S d) Đ

Giải thích

a) Đúng. Truyền nhiệt là một trong hai cách làm thay đổi nội năng.

b) Đúng. Thực hiện công cũng làm thay đổi nội năng.

c) Sai. Ngoài truyền nhiệt còn có thực hiện công.

d) Đúng. Công của lực ma sát chuyển hóa thành nội năng.

a) Đ b) Đ c) Đ d) S

Giải thích

a) Đúng. Pít-tông nén khí nên ngoại lực thực hiện công lên khí.

b) Đúng. Công làm tăng nội năng.

c) Đúng. Trường hợp nén đoạn nhiệt, nội năng tăng hoàn toàn do công.

d) Sai. Nếu cách nhiệt thì không có trao đổi nhiệt.

a) Đ b) Đ c) S d) Đ

Giải thích

a) Đúng. Nhiệt truyền từ nơi nóng sang nơi lạnh.

b) Đúng. Khí mất nhiệt nên nội năng giảm.

c) Sai. Sự thay đổi nội năng chủ yếu do truyền nhiệt.

d) Đúng. Nhiệt độ giảm nên động năng trung bình giảm.

a) Đ b) S c) Đ d) Đ

Giải thích

a) Đúng. Cả hai đều làm thay đổi nội năng.

b) Sai. Nhiệt lượng là năng lượng truyền do chênh lệch nhiệt độ, không phải năng lượng chứa trong vật.

c) Đúng. Đơn vị SI là J.

d) Đúng. Hai quá trình có thể xảy ra đồng thời.

a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Đúng.

Giải thích

Đây là quy ước dấu được sử dụng trong chương trình phổ thông:

Nhận nhiệt ⇒ $Q > 0$

Tỏa nhiệt ⇒ $Q < 0$

Nhận công ⇒ $A > 0$

Thực hiện công ⇒ $A < 0$

Học sinh cần thống nhất quy ước này khi giải bài tập.

a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Sai.

Giải thích

Theo định luật I: ${\rm{\Delta }}U = Q + A$

Ở đây:

$Q = 250J,\;A = - 100J$

${\rm{\Delta }}U = 250 - 100 = 150J$

Nếu công lớn hơn nhiệt lượng nhận được thì nội năng sẽ giảm.

a) Đ b) Đ c) Đ d) S

Giải thích

a) Đúng. Pít-tông nén khí.

b) Đúng.

c) Đúng. Ngoài công nén còn có ma sát.

d) Sai. Nguyên nhân chính là nhận công.

a) Đ b) S c) Đ d) Đ

Giải thích

a) Đúng.

b) Sai. Nội năng còn thay đổi do công.

c) Đúng. $Q = 0,\;A = 0 \Rightarrow {\rm{\Delta }}U = 0$

d) Đúng.

a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Đúng

Giải thích

Áp dụng: ${\rm{\Delta }}U = Q + A$

Ta có

$A = 300J,\;Q = - 120J$

${\rm{\Delta }}U = 300 - 120 = 180J$

Nếu $Q = - A$ thì ${\rm{\Delta }}U = 0$

Nội năng không thay đổi.

Đáp án: (1) truyền nhiệt; (2) thực hiện công

Đáp án: Truyền nhiệt; thực hiện công.

Giải thích

Theo chương trình Vật lí 12, chỉ có hai cách làm thay đổi nội năng:

truyền nhiệt;

thực hiện công.

Đáp án: 600

Giải thích

Theo định luật I:${\rm{\Delta }}U = Q + A$

Vì $Q = 420J,\;A = 180J$ nên ${\rm{\Delta }}U = 420 + 180 = 600J.$

Nội năng tăng 600 J.

Đáp án: 90

Giải thích

Theo quy ước:

$Q = - 260J$

$A = + 350J$

Áp dụng:

${\rm{\Delta }}U = Q + A$

${\rm{\Delta }}U = - 260 + 350 = 90J.$

Nội năng tăng 90 J.

Đáp án: 280

Giải thích

Khí thực hiện công nên $A = - 520J$

Do đó ${\rm{\Delta }}U = 800 - 520 = 280J.$

Đáp án: 2750

Giải thích

Độ biến thiên nội năng: ${\rm{\Delta }}U = - 400 + 650 = 250J.$

Vậy ${U_2} = 2500 + 250 = 2750J.$

Đáp án: 380

Giải thích

Theo định luật I ${\rm{\Delta }}U = Q + A$

Thay số

$120 = 500 + A$

$A = - 380J.$

Dấu âm cho biết khí thực hiện công.

Độ lớn công: $380J.$

Đáp án: -400 J (Hoặc: Khí tỏa nhiệt 400 J.)

Giải thích

Ta có

${\rm{\Delta }}U = - 240J$

$A = 160J$

Áp dụng

${\rm{\Delta }}U = Q + A$

$- 240 = Q + 160$

$Q = - 400J.$

Khí tỏa nhiệt 400 J.

Đáp án: 1,3

Giải thích

Theo quy ước

$Q = 2{,}4kJ$

$A = - 1{,}1kJ$

${\rm{\Delta }}U = 2{,}4 - 1{,}1 = 1{,}3kJ.$

Đáp án: 520

Giải thích

Không trao đổi nhiệt: $Q = 0$

Định luật I: ${\rm{\Delta }}U = A$

Do ${\rm{\Delta }}U = 520J$ nên $A = 520J.$

Đây là quá trình đoạn nhiệt.

Đáp án: -30

Giải thích

Giai đoạn 1: ${\rm{\Delta }}{U_1} = 300 + 100 = 400J.$

Giai đoạn 2:

$Q = - 250J$

$A = - 180J$

${\rm{\Delta }}{U_2} = - 250 - 180 = - 430J.$

Toàn quá trình ${\rm{\Delta }}U = 400 - 430 = - 30J.$

Nội năng của khí giảm 30 J.